Муфта свободного хода

(г,= 2,7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОЬВГ(56) 1. Кофф 3. А, и др. Холодная пртруб, Свердловск, Металлургиздат, 196287-92.2. Авторское свидетельство СССР поке И 3539676/22-02, кл, Р 16 О 41/02(54) (57) МУФТАСВОБОДНОГО ХОДАщественно подающе-поворотного механа холодной прокатки труб, содержащаводную звездочку с рабочими площадкее наружных выемках, свободно охвать з(я) В 21 В 21 04, Е 16. О 41/02 ее обойму, и тела качения, расположенные на рабочих площадках внутри обоймы, о т л и. ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества труб, увеличения долговечности и надежности работы муфты, рабочие площад ки звездочки . расположены с переменным угловым расстоянием относительно центра муф ты, определяемым по формуле6011 360 (Е 1(0 1игде л, - количество рабочих площадок;- порядковый номер рабочей пло.щадки;= 20-10 - коэффициент, характеризующий интенсивность изменения углового расстояния между рабочими пло.щадками;- основание ьнь40 ЭЬОЗЬО11 гг 50 55 Изобретение относится к машиностроениюи наиболее эффективно может быть использовано в приводах механизмов подачи и поворота станов холодной прокатки труб.Известна муфта свободного хода (МСХ),содержащая приводную звездочку с нечетнымколичеством рабочих площадок, охватьтвающую ее обойму и тела качения, расположенные на рабочих площадках внутри обоймы г 13.Недостатком муфты является интенсивныйизнос поверхностей, контактирующих с телами качения при работе в режиме частых заклиниваний (до 120 в минуту).Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности явлются муфта свободно.го хода, содержащая приводную звездочкус рабочими площадками на ее наружных выступах, свободно охватывающуго ее обоймуи тела качения, расположенные на рабочихплощадках звездочки игутри обоймы, Рабочие площадки выемок наклонены под неодинаковым углом к плоскостям звездочки, проведенным через начало площадок 2Недостатком данной конструкции является неравномерный износ внутренней новерхности обоймы из-за повторяющегосяциклического нагружения одних и тех жеучастков,Цель изобретения - повышение качестватруб, увеличение долговечности и надежности работы муфты.Поставленная цель достигается тем, чтов муфте свободного хода, преимущественноподаюгце-поворотного механизма стана холодной прокатки труб, содержащей приводную звездочку с рабочими площадками наее наружных выемках, свободно охватывающую ее обойму и тела качения, расположенные на рабочих площадках внутри обоймы, рабочие площадки звездочки расположены с переменным угловым расстояниемотносительно центра муфты, определяемымпо формуле где й - количество рабочих площадок;- порядковый номер рабочей площадки;г 1 г =20-10 - коэффициентхарактеризующийинтенсивности изменения углового шага рабочих. площадок звездочки;- основание натуральных логарифмов ( г, = 2,71828).Это позволяет снизггть неравномерность нагружения отдельных участков внутренней 5 О 15 20 25 30 35 поверхности обоймы и тем самым уменьшить ее износ.Для достижения наибольшего эффекта коэффициент 1 должен находиться в пределах 10-20.При значениях 1 г меньших 10 минимальное угловое расстояние между рабочими площадками уменьшается настолько, что возникает необходимость в уменьшении величины площадок или числа тел качения, что приводит к уменьшению нагрузочной способности муфты.При значениях г больших 20 вероятность периодического нагружения одних и тех же участков поверхности обоймы возрастает и снижение неравномерности ее износа незначительно.На чертеже изображена муфта, вид сбоку.Муфта содержит приводную звездочку 1 с рабочими площадками 2 на ее наружных выемках, свободно охватывающую ее обойму 3, тела качения 4 и прижимы 5, установленные в гнездах радиальных плоскостей выемок, Рабочие площадки звездочки расположены с переменным угловым расстоянием,:г-;5,5 обеспечивающим смещение тел качения например, роликов на переменную величину Ь 5Выбор интервала отклонения углового ша-га расположения площадок от известного равномерного их размещения на звездочке зависит от количества рабочих площадок и габаритов муфты. С повышением требований к надежности и долговечности МСХ интервал отклонения углового шага, определяющийся коэффициентом ггг может быть увеличен, Для обеспечения снижения износа и повышения эксплуатационной надежности обойм МСХ коэффициеггтр, характеризующий интенсивность роста углового шага рабочих площадок звездочки, должен находиться в пределах 2010.Выбор указанных значений коэффициента Ь обусловлен следующим, Как следует из конкретного примера расчета геометрических параметров звездочки с максимальным и минимальным значениями коэффициента г приведенных в табл. 1, переменный угловой шаг расположения площадок изменяется в широких пределах.При значении коэффициента. г = 10,0 утловой шаг сг изменяется в пределах 11 г,от +6,0 до - 5) и смещение противолежащих роликов на переменную величину 69 достигает величины, изменяющейся от 1,0 доо5,0 . Это обеспечивает наиболее повышеннуго эффективность снижения износа и повышения эксплуатациошюй надежности ведомой обоймы.Однако при значении коэффициента 10 меньше 10, например равном 5, в значительной мере уменьшается площадь вырезов звездочки (так как максимальная величина отоклонения достигает 12, а предела отклонеония - 22 ), что ограничивает размеры пространства между обоймой и звездочкой и затрудняет обслуживание МСХ, так как установка роликов в эти суженные просветы потребует дополнительных специальных приспо соблений или окажется практически невозмож. ной.Кроме того, при значении коэффициента (ц меньше 10 для обслуживания МСХ мо- жет потребоваться сокращение числа пар роликов, что неблагоприятно скажется на долговечности не. только роликов, но и подушек звездочек, в связи с уменьшенной площадью контакта между ними и увеличенным силовым воздействием на рабочие поверхности.20При значении коэффициента О-"20 эффективность снижения износа и повышения экс. плуатационной надежности ведомой сбоймы снижается, так как переменный угловой шаг б изменяется в пределах 5,5 . Одновременно при этом уменьшается и величина смещения противолежащих роликов ь 5, которая находится в суженных пределах 0,6 - 3,0 .Следовательно, при выборе значения коэффициента р 1 больше 20, например 25, эффек. 30 тивность снижения износа и повышения эксплуатационной надежности ведомой обоймы существенно понизится из-за уменьшения пределов смещения противолежащих роликов от 0,4 до 2, при этом увеличится вероятность 35 усталостного разрушения металла обоймы в результате циклического знакоперемеццого нагружения противолежащими роликами, создающими овализацию и растяжение стенки рбоймы. 40Муфта работает следующим образом.Звездочке 1 сообщаются вращательные колебания относительно оси от кулачково-рычажного механизма. Так как данная муфта допускает свободньш поворот обоймы 3 от. 45 носительно звездочки только с одном направлении, а в другом направлении происходит заклинивание и обойма поворачивается вместе со звездочкой, то при каждом цикле колебанря звездочки происходит поворот обой мы на одинаковый угол в одном и том же направлении. При этом каждое тело качения 4 контактирует с обоймой в точке, смещенной ца определенную величину относительно точки, в которой осуществлялся 55 контакт обоймы с соседним телом качения . в предшествующем цикле нагружения, расположение рабочих площадок 2 на звездочках с переменным угловым шагом позволяет при заклинивании противоположных роликов, смещенных друг относительно друта на переменную величину 6 5 , исключить цовто. ряемость силового воздействия на одни и те же участки рабочей поверхности обоймы и уменьшить амплитуду знакопеременцого сплющивания обоймы по малой оси и удлинения по большой оси овала, При этом снижается износ рабочей поверхности обоймы и уменьшается растяжение ее стенки.Таким образом, обеспечивается равномерный износ внутренней поверхности обоймы и снижается вероятность возникновения усталостных микротрещин, обуславливающих преждевременный выход ее из строя, Достигаемое снижение амплитуды знакопеременного сплющивания обоймы по малой оси и уменьшение удлинения по большей оси овала приводит к повышению кинематической жесткости МСХ, что, в свою очередь, обеспечивает стабилизацию процесса прокатки труб и достижение их повышенной геометрической точности.Опытно-промышленное сопоставление применения известной и предлагаемой муфт осу. ществили прц их использовании в подающеповоротном механизме стана ХПТ 90 конструкции электростальского завода тяжелого машиностроения. Испытания проводили с использованием муфт свободного хода, содержащих обоймы из термообработашюй стали 20 ХНЗЛ с внутренним диаметром 270 и на. ружцым 310 мм, ролики из термообработанцой стали ШХ 15 диаметром 26 мм и длиной 80 мм, звездочки цз стали 40 Х с шестью рабочими площадками, расположенными с постоянным и переменным угловым шагом.Использованные известные муфты содержали звездочки с четным количеством рабочих площадок, равным шести, расположенны. ми с постоянным. угловым шагом равным 5 = 60(5,=5=5=54=5;5 гт.е. ь.э= О) по сравнению с базовым объектом предлагаемые муфты свободного хола содержали звездочки с рабочими площадками, расположенными с переменным угловым шагом. Рабочие площадки располагали с последовательным угловым шагом Ь, рассчитанным с применением коэффициента равным 20, 15, 10.Испытания осуществляли при постоянной настройке стана ХПТ в процессе прокатки подшипниковых труб .из стали ШХ 15 цо маршруту 76 х 8 = 37,4 х 7 мм.Результаты сравнительных промышленных испытаний приведены в табл. 2.Из результатов сравнительных испытании следуетсчитать оптимальным значение коэф..5,2,0(+12,0 - 10,0 7 0,0 72 2 12- 1,бли 0,48 е наружного диаметра Отклтру 0,43 0,19 ь труб,:26 26 0 Волнисто еравнтал ров ания 6,5 8,9 фициентар равное 15, так как при этом обеспечиваютсяпримерно одинаковые показатели улучшения качества труб и ресурса работоспособности МСХ, что и нри исполь. зоваини звездочек, рассчитанных со значени. ем коэффициентаравным 1 О. Кроме того, устройство .звездочки с геометрическими размерами, рассчитанными с применением коэффициента М равным 15, позво-. ляет увеличить рабочее пространство между обоймой и звездочкой, а так же осуществлять удобную и оперативную замену изношенного комплекта роликов без применения дополнительных приспособлений. мерность линейного смещения(отношение размаха варьнлинейного смещения к его величине), % ЬИз приведенных данных следует, что существенно повышается стабильность процесса прокатки труб за счет снижения неравномерности линейного смещения металла и 5 угла поворота заготовки и трубы, что при.водит к значительному повышению геомет.рической точности прокатываемых труб (на 20 - 30%) и, следовательно к улучшению металлоиспольэования при внедрении ма.10 хюотходной технологии производства. Кроме того, достигаемое при этом повышение ресурса работоспособности муфт увеличивает производительность станов ХИТ эа счет сокращения простоев на восстановительные работы.1131570 Продолжение табл. 2 ерность угла поворотаи трубыразмаха варьированияего средней величине), % н. 37,6 2 23,4 Ресурс работоспоообвсти оличество циклов нагру. СреднииМСХ х 10 е 4,8 х 10 е 6,2 х 10,6 х 1.0 дакт раменк Филиал ППП "Патент", г, Ущюрод, ул, Проектная заготовки(отношениеповорота к 686/5 ВНИИПИ Госу по делам 113035, Москва, Составитель О, ПрокопеняТехред О.Вациюина Корректор А. Ильин Тираж 794 Подписное арственного комитета СССР зобретений и открьпий Ж - 35, Раушская иаб.,:д, 4/5